機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)實(shí)用教案

1、4、速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用（1）定義：構(gòu)件2相對(duì)于構(gòu)件1作平面運(yùn)動(dòng)，在任意時(shí)刻，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)都可以看作是繞某一重合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，該重合點(diǎn)簡(jiǎn)稱為瞬心。因此，速度瞬心是兩構(gòu)件相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)，瞬時(shí)絕對(duì)速度相同的重合點(diǎn)。若兩構(gòu)件其中之一為靜止，則稱為絕對(duì)速度瞬心，兩構(gòu)件都是運(yùn)動(dòng)的，則稱為相對(duì)速度瞬心。（2）機(jī)構(gòu)速度瞬心數(shù)目：若機(jī)構(gòu)中有n個(gè)構(gòu)件（包括機(jī)架），則 Nn(n-1)/2。（3）機(jī)構(gòu)瞬心位置的確定： 直接觀察法：三心定律：三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，且它們位于同一條直線上。*兩構(gòu)件的角速度與其(yq)絕對(duì)速度瞬心至相對(duì)速度瞬心的距離成反比。*第1頁(yè)/共33頁(yè)第一頁(yè)，共34頁(yè)

2、。1、名詞解釋：整轉(zhuǎn)副能作360相對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)副；擺動(dòng)副只能作有限角度擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。連架桿與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；連桿不與構(gòu)件相聯(lián)的構(gòu)件；曲柄作整周定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件/通過(guò)整 轉(zhuǎn)副與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件；搖桿作定軸擺動(dòng)的構(gòu)件/通過(guò)擺動(dòng)副與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件。曲柄(qbng)連桿(lin n)搖桿平面四桿機(jī)構(gòu)可以分為：曲柄搖桿、雙曲柄和雙搖桿機(jī)構(gòu)第2章 平面連桿機(jī)構(gòu)第2頁(yè)/共33頁(yè)第二頁(yè)，共34頁(yè)。2 、 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 主 要 工 作(gngzu)特性(一)曲柄存在的條件(tiojin)（歸納）： 必須滿足桿長(zhǎng)條件(tiojin)：最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和應(yīng)其他兩桿長(zhǎng)度之和。 機(jī)架

3、的選?。海?）若取最短構(gòu)件為機(jī)架，則得雙曲柄機(jī)構(gòu)；（2）取最短構(gòu)件的任意鄰邊為機(jī)架，則得曲柄搖桿構(gòu)；（3）若取最短構(gòu)件的對(duì)邊為機(jī)架，則得雙搖桿機(jī)構(gòu)。第3頁(yè)/共33頁(yè)第三頁(yè)，共34頁(yè)。1、雙曲柄(qbng)機(jī)構(gòu) 2、曲柄(qbng)搖桿機(jī)構(gòu) 3、4 雙搖桿機(jī)構(gòu)第4頁(yè)/共33頁(yè)第四頁(yè)，共34頁(yè)。ABCD（二）急回特性在曲柄搖桿中，當(dāng)曲柄與連桿(lin n)兩次共線時(shí)，搖桿位于兩個(gè)極限位置，簡(jiǎn)稱極位。當(dāng)曲柄(qbng)以逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180+時(shí)，搖桿從C1D位置擺到C2D。所花時(shí)間(shjin)為t1 , 平均速度為V1,那么有：1211tCCV )180/(21CCB1C1AD180C2B2此兩處曲柄

4、之間的夾角 稱為極位夾角。第5頁(yè)/共33頁(yè)第五頁(yè)，共34頁(yè)。作者(zuzh)：潘存云教授B1C1ADC2當(dāng)曲柄(qbng)以繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)180-時(shí)，搖桿從C2D,置擺到C1D，所花時(shí)間為t2 ,平均速度為V2 ,那么有： 180-顯然(xinrn)：t1 t2 V2 V1搖桿的這種特性稱為急回運(yùn)動(dòng)。稱K為行程速度變化系數(shù)。且越大，K值越大，急回性質(zhì)越明顯。 只要 0 ， 就有 K1設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，往往先給定K值，于是: 2212tCCV)180/(21CC121221tCCtCC第6頁(yè)/共33頁(yè)第六頁(yè)，共34頁(yè)。FF F”（三）壓力(yl)角和傳動(dòng)角壓力(yl)角：從動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力F與力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之

5、間所夾銳角。ABCDCDBAFF”F壓力(yl)角的余角稱為傳動(dòng)角，可用的大小來(lái)表示機(jī)構(gòu)傳動(dòng)力性能的好壞,第7頁(yè)/共33頁(yè)第七頁(yè)，共34頁(yè)。第8頁(yè)/共33頁(yè)第八頁(yè)，共34頁(yè)。F（四）機(jī)構(gòu)(jgu)的死點(diǎn)位置搖桿為主動(dòng)件，且連桿(lin n)與曲柄兩次共線時(shí)，有：此時(shí)(c sh)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng).稱此位置為：“死點(diǎn)”00F0第9頁(yè)/共33頁(yè)第九頁(yè)，共34頁(yè)。一、概念(ginin)1、基圓2、推程3、推程運(yùn)動(dòng)(yndng)角4、遠(yuǎn)休止(xizh)角5、回程7、近休止角8、從動(dòng)件位移線圖6、回程運(yùn)動(dòng)角第3章 凸輪機(jī)構(gòu)第10頁(yè)/共33頁(yè)第十頁(yè)，共34頁(yè)。二、從動(dòng)件常用(chn yn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、等速運(yùn)動(dòng)(

6、yndng)（一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)(yndng)規(guī)律）：產(chǎn)生剛性沖擊2、等加速等減速運(yùn)動(dòng)(yndng)（二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)(yndng)規(guī)律）：產(chǎn)生柔性沖擊3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(yndng)（余弦加速度運(yùn)動(dòng)(yndng)）：柔性沖擊4、正弦加速度運(yùn)動(dòng)(yndng)（擺線運(yùn)動(dòng)(yndng)）：無(wú)沖擊沖擊類型的判斷：（1）剛性(n xn)沖擊：加速度由0變?yōu)闊o(wú)窮大或由無(wú)窮大變?yōu)?（2）柔性沖擊：加速度由0變?yōu)橛邢拗祷蛴捎邢拗底優(yōu)?（3）無(wú)沖擊：加速度由0逐漸變化或逐漸變?yōu)?第11頁(yè)/共33頁(yè)第十一頁(yè)，共34頁(yè)。三、凸輪廓線設(shè)計(jì)(shj)方法的基本原理（反轉(zhuǎn)原理） tg = s + r20 - e2ds/d e四.凸

7、輪壓力(yl)角的計(jì)算第12頁(yè)/共33頁(yè)第十二頁(yè)，共34頁(yè)。1 漸開(kāi)線及漸開(kāi)線齒廓（1） 漸開(kāi)線的形成(xngchng)和特性條直線(zhxin)在圓上作純滾動(dòng)時(shí)，直線(zhxin)上任一點(diǎn)的軌跡（2）漸開(kāi)線的特性(txng)BK發(fā)生線， AB = BK;tt發(fā)生線Bk基圓OArkk基圓rbkAK段的展角漸開(kāi)線rb第4章 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)是嚙合傳動(dòng)，且由于其兩輪中心連線與兩基圓的內(nèi)公切線相交為一定點(diǎn)，所以其平均傳動(dòng)比和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是恒定的。第13頁(yè)/共33頁(yè)第十三頁(yè)，共34頁(yè)。OABkkvkA1B1o1kK漸開(kāi)線形狀(xngzhun)取決于基圓基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。當(dāng)rb，變成直線(

8、zhxin)。rkkk離中心(zhngxn)越遠(yuǎn)，漸開(kāi)線上的壓力角越大。rb定義：嚙合時(shí)K點(diǎn)正壓力方向與速度方向所夾銳角為漸開(kāi)線上該點(diǎn)之壓力角k。rbrk cosk B3o3kA2B2o2第14頁(yè)/共33頁(yè)第十四頁(yè)，共34頁(yè)。rbOpn齒頂圓 da、ra齒根(ch n)圓 df、rf齒厚 sk 任意(rny)圓上的弧長(zhǎng)齒槽寬 ek 弧長(zhǎng)齒距 （相鄰(xin ln)兩齒同側(cè)圓弧長(zhǎng)） pk= sk +ek齒頂高h(yuǎn)a齒根高 hf齒全高 h= ha+hf齒寬 BhahfhBpra分度圓人為規(guī)定的計(jì)算基準(zhǔn)圓表示符號(hào)： d、r、s、e，p= s+e法向齒距 （相鄰兩齒同側(cè)齒廓沿公法線上的距離圓弧長(zhǎng)） pn

9、seskek= pbpbrfrpk2 漸開(kāi)線齒輪的各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的尺寸第15頁(yè)/共33頁(yè)第十五頁(yè)，共34頁(yè)。rb2r2O2rb1r1O112PN1N2B2B1pb2pb1第16頁(yè)/共33頁(yè)第十六頁(yè)，共34頁(yè)。（1）正確(zhngqu)嚙合條件m1=m2 ， 1=2一對(duì)(y du)漸開(kāi)線齒輪的正確嚙合條件是它們模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等。3 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合(nih)傳動(dòng)特別注意：分度圓和壓力角是單個(gè)齒輪就有的； 節(jié)圓和嚙合角是兩個(gè)齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。第17頁(yè)/共33頁(yè)第十七頁(yè)，共34頁(yè)。 N1N2O1rb1Prb221O2（3）一對(duì)輪齒(ln ch)的嚙合過(guò)程B1B2 實(shí)際(shj)

10、嚙合線N1N2 ：理論上可能(knng)的最長(zhǎng)嚙合線段N1、N 2 嚙合極限點(diǎn)陰影線部分齒廓的實(shí)際工作段。ra2B1-終止嚙合點(diǎn)B2 -起始嚙合點(diǎn)N1N2ra1B2B1第18頁(yè)/共33頁(yè)第十八頁(yè)，共34頁(yè)。pb（4）連續(xù)傳動(dòng)(chundng)條件為保證連續(xù)(linx)傳動(dòng)，要求：實(shí)際嚙合線段(xindun)B1B2pb (齒輪的法向齒距)，定義: = B1B2/pb 為一對(duì)齒輪的重合度一對(duì)齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件是：即： B1B2/pb11 采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，總是有： 1故不必驗(yàn)算。O1N2N1KO221B1B2第19頁(yè)/共33頁(yè)第十九頁(yè)，共34頁(yè)。rb2rb2單齒嚙合區(qū)雙齒嚙合區(qū)雙齒嚙合區(qū)= 1.45

11、B1B2=P b = 1.45 Pb第一對(duì)齒在B2點(diǎn)進(jìn)入(jnr)嚙合第一(dy)對(duì)齒從B2運(yùn)動(dòng)到B3點(diǎn)時(shí)；第一(dy)對(duì)齒從B3運(yùn)動(dòng)到B1點(diǎn)時(shí)；第一對(duì)齒在B1點(diǎn)脫離嚙合后；只有第二對(duì)齒處于嚙合狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙?duì)齒從B4點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B3點(diǎn)時(shí)；第三對(duì)正好在B2點(diǎn)進(jìn)入嚙合。開(kāi)始一個(gè)新的循環(huán)。2單齒嚙合區(qū)長(zhǎng)度： L1 P b 2(1) P b (2) P b 雙齒嚙合區(qū)長(zhǎng)度： L2 2(1) P b 2第二對(duì)齒在B2點(diǎn)恰好進(jìn)入嚙合。第二對(duì)齒從B2運(yùn)動(dòng)到B4點(diǎn)時(shí)。1N2N1P1B31B1B41.45PbPbPb0.45Pb0.45Pb0.55PbB223第20頁(yè)/共33頁(yè)第二十頁(yè)，共34頁(yè)。第21頁(yè)/共33頁(yè)

12、第二十一頁(yè)，共34頁(yè)。5-2第5章 輪系第22頁(yè)/共33頁(yè)第二十二頁(yè)，共34頁(yè)。5-8第23頁(yè)/共33頁(yè)第二十三頁(yè)，共34頁(yè)。第6章 間歇(jin xi)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇(jin xi)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作周期性時(shí)動(dòng)、時(shí)停運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)稱為間歇(jin xi)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。例如：棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)。第24頁(yè)/共33頁(yè)第二十四頁(yè)，共34頁(yè)。一、機(jī)械零件的工作能力(nngl)及工作能力(nngl)準(zhǔn)則計(jì)算(j sun)量許用量1、靜應(yīng)力2、變應(yīng)力循環(huán)變應(yīng)力有五個(gè)參量：最大應(yīng)力max；最小應(yīng)力min；應(yīng)力幅a ( (max- min)/2)；平均應(yīng)力m ( (max+ min)/2)；應(yīng)力循環(huán)特性

13、 r (min / max)。應(yīng)力分類當(dāng)r=-1，稱為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力；當(dāng)r=0，稱為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力；當(dāng)r=1，為靜應(yīng)力。二、應(yīng)力的種類第25頁(yè)/共33頁(yè)第二十五頁(yè)，共34頁(yè)。第10章 連接(linji)機(jī)械連接動(dòng)連接(linji)靜連接(linji)可拆連接不可拆連 接螺紋連接鍵、花鍵、銷連接無(wú)鍵連接鉚接焊接粘接第26頁(yè)/共33頁(yè)第二十六頁(yè)，共34頁(yè)。大徑 d (D)也稱為公稱直徑，如M10，M30等等(dn dn)（與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假象圓柱體的直徑）二、螺紋(luwn)的主要參數(shù)小徑 d1(D1)：螺栓(lushun)連接的計(jì)算主要是確定螺紋小徑。中徑 d2 (D2)（截得溝

14、槽和凸起寬度相等）螺距 P（相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離）n為螺旋線數(shù)導(dǎo)程 S（同一螺旋線）螺紋升角 （在中徑圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面夾角）牙型角 (相鄰兩側(cè)邊夾角)牙側(cè)角 (側(cè)邊與軸線垂線夾角)對(duì)于對(duì)稱牙型d (D)d1 (D1)d2 (D2)P第27頁(yè)/共33頁(yè)第二十七頁(yè)，共34頁(yè)。四、螺紋連接(linji)的類型1、螺栓(lushun)連接： 普通螺栓(lushun)連接：螺栓(lushun)與孔之間有間隙，應(yīng)用廣泛 鉸制孔用螺栓(lushun)連接：螺桿外徑與螺栓(lushun)孔的內(nèi)徑基本尺寸相同。 承受較大橫向載荷2、螺釘連接：螺釘直接旋入被連接件的螺紋

15、孔中，省去螺母，被連接件之 一較厚且不經(jīng)常拆卸，以免(ymin)被連接件的螺紋被磨損而使連接失效。3、雙頭螺柱連接：被連接件之一較厚且經(jīng)常拆卸4、緊定螺釘連接：定位并能傳遞較小載荷5、其它 地腳螺栓連接；吊環(huán)螺栓連接； T型槽螺栓連接第28頁(yè)/共33頁(yè)第二十八頁(yè)，共34頁(yè)。五、預(yù)緊：使連接在承受工作(gngzu)載荷之前，預(yù)先受到力作用的過(guò)程六、螺紋(luwn)連接的防松2、螺紋連接防松的方法按工作原理(yunl)可分為1） 摩擦防松：如加兩個(gè)對(duì)頂螺母2） 機(jī)械防松 3） 其它：破壞螺紋副關(guān)系（鉚沖；粘接）1、實(shí)質(zhì)：限制螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)七、螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算1、受橫向載荷的螺栓：可采用鉸制孔用

16、螺栓來(lái)代替普通螺栓連接。2、受軸向載荷的螺栓：螺栓總的拉伸載荷為工作載荷加殘余預(yù)緊力Fa = FE + FR3、殘余預(yù)緊力應(yīng)大于零八、平鍵、半圓鍵和花鍵的兩側(cè)面為工作面；楔鍵的上下面為工作面。第29頁(yè)/共33頁(yè)第二十九頁(yè)，共34頁(yè)。第11章 齒輪(chln)傳動(dòng)一、輪齒的失效(sh xio)形式1、輪齒折斷：一般發(fā)生(fshng)在齒根部位。2、齒面點(diǎn)蝕：首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處，開(kāi)式傳動(dòng)中，一般看不到點(diǎn)蝕現(xiàn)象。3、齒面膠合4、齒面磨損5、齒面塑性變形二、 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則閉式傳動(dòng)：按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。開(kāi)式傳動(dòng)：按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，考慮磨損的影響,適當(dāng)增大

17、模數(shù)（1015%） 。三、輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算危險(xiǎn)截面的確定：30度切線法四、齒輪的構(gòu)造：齒輪軸：（當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可以將齒輪和軸做成一體）、圓盤式（腹板式）：（齒頂圓直徑小于等于500mm的齒輪可采用腹板式結(jié)構(gòu)）、輪輻式：（頂圓直徑大于等于400mm時(shí)，常采用輪輻式結(jié)構(gòu)）第30頁(yè)/共33頁(yè)第三十頁(yè)，共34頁(yè)。二、帶傳動(dòng)(chundng)的張緊：調(diào)節(jié)中心距或加張緊輪。一、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)： 帶傳動(dòng)由于是靠摩擦來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)(yndng)和動(dòng)力，且存在彈性滑動(dòng)，所以其瞬時(shí)傳動(dòng)比和平均傳動(dòng)比都不恒定。三、影響帶有效拉力的因素有：（1）緊邊拉力F1 （2）小輪包角 （3）摩擦系數(shù)四、帶的應(yīng)力分析1、緊

18、邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 2、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力3、彎曲應(yīng)力。最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊與小輪的接觸處。五、帶的彈性滑動(dòng)（由于材料的彈性變形而產(chǎn)生的滑動(dòng)）:帶繞過(guò)主動(dòng)輪時(shí)，帶速落后于主動(dòng)輪的速度；繞過(guò)從動(dòng)輪相反。彈性滑動(dòng)不可避免，打滑應(yīng)當(dāng)避免。六、帶輪結(jié)構(gòu)：實(shí)心式（直徑較?。?、腹板式（中等直徑）和輪輻式（直徑大于350mm）。七、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)：鏈傳動(dòng)由于存在多邊形效應(yīng)，所以其瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，由于是嚙合傳動(dòng)，其平均傳動(dòng) 比是恒定的。第31頁(yè)/共33頁(yè)第三十一頁(yè)，共34頁(yè)。第14章 軸一、根據(jù)軸所承受(chngshu)的載荷分為：（1）轉(zhuǎn)軸：既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受(chngshu)彎矩；（2）傳動(dòng)軸：只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受(chngshu)彎矩或彎矩很??；（3）心軸：只承受(chngshu)彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。第16章 滾動(dòng)軸承(gndngzhuchng)一、滾動(dòng)軸承的組成：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架。二、公稱接觸角 (簡(jiǎn)稱接觸角)：接觸角是滾動(dòng)軸承的一個(gè)重要參數(shù)，接觸角越大，軸承承受軸向載荷的能力就越大。按其承受的載荷方向（或公稱接觸角）可分為向心軸承和推力軸承。三、滾動(dòng)軸承的代號(hào)五、軸承壽命、當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算 p283 例16